Gli scienziati del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) in Corea del Sud hanno sviluppato una batteria al litio con elettrolita solido a triplo strato. Questa innovazione offre una soluzione ai rischi di incendio ed esplosione tipici delle batterie agli ioni di litio tradizionali, garantendo al contempo una durata superiore.
Perché le batterie agli ioni di litio sono cruciali
Le batterie agli ioni di litio sono fondamentali per la transizione energetica verso fonti rinnovabili. Grazie alla loro elevata densità energetica, alimentano dispositivi di uso quotidiano come smartphone ed auto elettriche, fino a impianti di stoccaggio su larga scala.
Tuttavia, l’uso di elettroliti liquidi organici comporta rischi come incendi o esplosioni causati da cortocircuiti. Non solo, perchè il deterioramento dei separatori tra gli elettrodi può amplificare questi pericoli.
La soluzione degli elettroliti solidi
Le batterie con elettroliti solidi sono considerate più sicure, ma la loro diffusione commerciale è stata limitata da problemi tecnici, come la formazione di dendriti di litio. Queste strutture a forma di albero possono compromettere le performance della batteria e aumentarne la pericolosità.
Il team guidato dal ricercatore Kim Jae-hyun ha superato questi ostacoli sviluppando un elettrolita a triplo strato, ciascuno con una funzione specifica.
Come funziona l’elettrolita a triplo strato
- Strato centrale robusto: Realizzato in zeolite, garantisce resistenza strutturale e stabilità alla batteria.
- Strati esterni morbidi: Migliorano il contatto con gli elettrodi, ottimizzando l’efficienza energetica e prevenendo la formazione di dendriti.
Uno degli strati contiene il decabromodifenile etano (DBDPE), un materiale ignifugo capace di spegnere eventuali incendi, mentre un sale ad alta concentrazione di litio (LiTFSI) favorisce il rapido movimento degli ioni, migliorando le prestazioni.
Test di laboratorio e risultati
Durante i test, la batteria ha dimostrato una resistenza straordinaria: dopo 1.000 cicli di carica e scarica, ha mantenuto l’87,9% della capacità originale. In confronto, le batterie tradizionali agli ioni di litio, con elettrolita liquido, perdono il 20-30% delle loro prestazioni nello stesso periodo.
Questi risultati evidenziano non solo una maggiore stabilità, ma anche un notevole passo avanti in termini di durata operativa delle batterie.
Dove sarà utilizzata?
Questa nuova batteria potrebbe essere impiegata in numerosi settori: dai dispositivi elettronici portatili alle auto elettriche, fino ai grandi impianti di stoccaggio energetico.
Secondo il ricercatore Kim, l’innovazione rappresenta un punto di svolta per la commercializzazione di batterie al litio con elettroliti solidi, migliorando sia la sicurezza che l’efficienza delle soluzioni di accumulo energetico.
